圆环跳滚现象的力学分析

结合第七届全国周培源大学生力学竞赛中的一道杂耍圆环试题,本文详细分析探讨了圆环跳滚现象中的一些力学规律.     

杯突试验机夹紧参数校准技术研究

介绍了杯突试验机夹紧参数校准的工程背景和技术现状,提出了一种用于校准夹紧参数的十字型悬臂梁式力传感器的解决方案,建立了夹紧参数计算的数学模型．对力传感器的应力状态、制作以及整个校准装置的标定、非线性误差修正和测量数据处理等问题进行了论述,为杯突试验机夹紧参数的全面校准提供了充分的技术依据．     

考虑混合赤泥强度增长特性的修正邓肯-张模型

混合赤泥在堆存过程中,随着脱水、滤水龄期的延长,其强度有明显增长,由初始的流塑状态转变为具有较高强度的硬塑状态。为研究混合赤泥的这种胶结硬化特性,对不同自然脱水龄期和浸水浸泡龄期下的混合赤泥开展了无侧限抗压强度试验和固结排水三轴剪切试验。试验结果表明:(1)混合赤泥的胶结特性主要体现在粘聚力的增长方面;(2)混合赤泥的胶结强度形成主要集中在赤泥堆存龄期前70天内。基于混合赤泥强度变化规律,提出了反映混合赤泥胶结硬化特性的结构性定量化参数mc,将原有不稳定的呈软化型的应力-应变曲线修正为表现出双曲线特征的硬化型曲线,并根据试验结果拟合得到初始切线模量Eci,结构性强度参数cc和φc随龄期t的变化公式,从而建立了考虑混合赤泥强度增长特性的修正邓肯-张模型。对比验证表明,所建立的模型可以较好地反映混合赤泥随时间的强度增长特性。     

应用多刚体离散化方法对梁的动力屈曲和后屈曲分析

基于梁的多刚体离散化模型（有限段模型）,建立了梁的链式多刚体-铰链-弹簧系统模型,利用坐标变换方法建立了相应的非线性多自由度系统的参数振动方程,并利用约束参数法对所得到的多度系统的Mathieu-Hill方程进行了梁的动力屈曲分析,得到系统的参数共振域．因为所用的离散化模型与动力方程对梁的变形并无限制,所以可以用所得到的数学模型在其失稳域对梁的动力后屈曲进行数值仿真分析．通过实例的数值仿真,证明了这种梁的参数振动模型与分析方法的正确性．     

高应力高水压下砂岩三轴蠕变特性试验研究

对砂岩进行高围压高水压条件下的三轴压缩蠕变试验。试验表明,在整个加载过程中,孔隙水压力主要起到增强轴向变形和横向变形的作用;但在加载的初始阶段,孔隙水压力在一定程度上抑制了轴向变形。当应力水平高于屈服应力时,横向蠕变速率明显大于轴向蠕变速率,且横向蠕变率先进入加速蠕变阶段。本文提出一个新的非线性黏性元件,并引入一个能判断是否进入加速蠕变阶段的计时器元件,组建一个非线性黏塑性加速蠕变启动模型,将该黏塑性模型与Burgers模型串联,构建一个新的非线性黏弹塑性蠕变模型,推导了该模型在常规三轴应力状态下的本构方程。基于试验结果,通过对非线性优化算法(BFGS)的Matlab编程,实现对本文提出蠕变模型的参数识别,识别效果比较理想。对比试验曲线与拟合曲线,二者相当吻合,验证了新提出的非线性黏弹塑性蠕变模型的正确性。     

转矩转速测量装置示值引用误差测量不确定度评定

指出了JJG924-1996《转矩转速测量装置》中对转矩转速示值测量不确定度评定时存在的4 个问题. 同时给出了对转矩转速示值引用误差进行测量不确定度评定的一种新方法，给出了一个 实例来说明该方法的具体应用.     

岩石拉压蠕变试验仪研制及应用

为了探索岩石在周期性恒定拉伸、压缩荷载作用下的蠕变行为,结合杠杆原理,设计研制了一种岩石杠杆式拉伸、压缩蠕变试验仪。该仪器具有挂重质量小、可方便切换拉、压荷载等特点。首先,通过标定好的数显式拉压荷重传感器对该试验仪拉伸、压缩荷载进行了校正,得出试验仪压缩、拉伸荷载杠杆扩力比分别为81.29倍与59.46倍,挂重质量与施加在岩样荷载呈线性关系(压缩作用下线性关系相关系数R2=0.99975,拉伸作用下R2=0.9991),荷载施加稳定。最后,采用该试验仪对红砂岩进行了单轴恒定拉、压循环荷载下的蠕变试验,探讨了受荷岩样拉压蠕变规律。上述成果丰富了岩石蠕变测试与研究内容,有助于岩石力学试验测试的发展。     

矩形基础地基临塑荷载公式

目前土力学教材中给出的临塑荷载公式只适用于条形基础。实际工程中柱下矩形基础比条形基础应用更广泛,对矩形基础地基临塑荷载公式开展研究不仅对土力学学科发展具有理论意义,同时对矩形基础设计具有实践价值。首先通过二重积分得到矩形基底左右两侧区域内向上拉应力在基底边缘处产生的应力;再以条形基底地基中主应力方向建立局部直角坐标系,通过应力叠加得到矩形基底边缘处应力表达式;接着对开平方近似计算式中系数n的不同取值作误差分析;最后将应力表达式代入Coulomb强度准则,利用开平方近似计算式和三角函数级数展开式,通过求导得到矩形基础地基临塑荷载公式。不同类型地基土的算例表明,地基土泊松比越小,矩形基础与条形基础的地基临塑荷载比值越小,利用后者的临塑荷载公式计算前者的临塑荷载不安全。     

319国道重庆段裸洞隧道灰岩力学特性试验研究

裸洞隧道在长期使用过程中,围岩遭受风化、地下水及区域地应力等不利因素的作用,导致岩体性质恶化,影响隧道的正常使用。在调研统计的基础上,选取319国道重庆至武隆段大溪河裸洞隧道为研究对象,对其表层及深层灰岩进行了室内单轴压缩、三轴压缩力学特性试验并对单轴压缩作用下的声发射特性进行了研究。结果表明:单轴压缩作用下两种岩样均出现脆性破坏特征,三轴压缩条件下,两种岩样呈压缩为主的延性扩容破坏,声发射可较好地表征岩石单轴压缩破坏过程;获得了两种岩样的基本力学参数,深层岩样强度为表层岩样强度的2.13倍,弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角分别是表层岩样的1.04倍,0.63倍,1.45倍,1.37倍。研究结果可为该地区裸洞隧道的长期安全性与稳定性提供有益的理论支撑。